100배 빠른 라이파이 기술 초고속은 기본 보안까지 완벽

24 Jun 2025 — 4 min read

국내 연구진이 기존 광통신 기술의 한계를 극복하고 송신 속도와 보안을 동시에 강화할 수 있는 라이파이(Li-Fi)의 새로운 플랫폼을 제시했다.

라이파이는 발광다이오드(LED)처럼 눈에 보이는 빛, 즉 가시광선 대역을 활용한 무선통신 기술로, 기존 와이파이(Wi-Fi)보다 최대 100배 빠른 속도를 제공하는 기술로 주목받고 있다.

24일, 조힘찬 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수 연구팀은 임경근 한국표준과학연구원(KRISS) 연구원과 협력해 개발한

‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’ 기술을 발표했다. 해당 연구는 지난달 30일 국제 학술지인 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 게재되었고

추가로 속표지 논문으로 선정되며 연구의 우수성을 인정받았다.

조힘찬 교수 연구팀은 독성이 낮고 지속 가능한 초미세 반도체 입자인 양자점을 이용해 고효율 발광 트라이오드 소자를 제작했다.

이 발명은 전기장을 활용해 빛을 발생시키는 장치로

특히 소자 내부의 매우 작은 핀홀(pinhole) 구조에 전기장이 집중되면서 두 가지 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있는 특징을 가진다.

이 원리에서 착안하여 연구진은 정보를 기기 자체에서 빛으로 변환하면서 동시에 암호화를 구현하는

'온-디바이스 암호화 광송신 소자' 기술을 개발했다. 이 기술은 복잡한 추가 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송을 가능하게 한다는 점에서 혁신적이다.

이는 전기를 빛으로 얼마나 효율적으로 변환하는지를 나타내는 지표에서 상용화 기준인 약 20%에 근접한 수치다.

특히, 이 소자는 최대 2만9000니트(nit)의 밝기를 구현했는데, 이는 스마트폰 OLED 화면의 최대 밝기인 2000니트를 10배 이상 초과하는 수준이다.

더 나아가 연구진은 짧은 시간 동안 전압을 순간적으로 가하며 소자의 발광 특성을 분석하여 정보가 빛으로 변환되는 메커니즘을 더욱 정밀하게 이해했다.

이를 통해 소자 내부에서 나노초(㎱) 단위로 전하들이 이동하는 과정을 규명하며 작동 원리를 명확히 밝혔다.

조힘찬 교수는 “이번 연구는 광통신 소자의 기존 한계를 넘어 송신 속도를 높이고 동시에 보안을 강화할 수 있는 새로운 통신 플랫폼을 제시한 점에서 큰 의미를 갖는다”며

“이번 기술은 추가 장비 없이 기기 수준에서 암호화와 데이터 송신을 동시에 구현하여 보안이 중요한 다양한 분야에 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 전했다.

연구진은 이 소자가 어떻게 정보를 빛으로 바꾸는지를 더 정확히 이해하기 위해

아주 짧은 시간 동안 전압을 순간적으로 인가했을 때, 소자에서 발생하는 발광 특성을 분석했다.

이를 통해 수백 ㎱(나노초) 단위에서 소자 내 전하들의 이동을 분석해 단일 소자 내에서 구현되는 작동 메커니즘을 규명했다.

조힘찬 교수는 “이번 연구는 기존의 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신 속도를 높이면서도 보안능력을 향상할 수 있는

새로운 통신 플랫폼을 제시했다”며 “추가 장비 없이도 보안을 강화하면서

암호화와 송신을 동시에 구현하는 이번 기술은 향후 보안이 중요한 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

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